高层建筑结构的风致振动控制
高层建筑的噪音与震动控制技术
高层建筑的噪音与震动控制技术摘要：高层建筑的噪音和震动对居民和周围环境造成了许多负面影响。
因此，为了保障人们的舒适和建筑物的结构安全，高层建筑的噪音和震动控制技术变得至关重要。
本文将讨论高层建筑中常见的噪音和震动源，以及当前主流的控制技术。
第一部分：噪音源高层建筑中常见的噪音源包括机械设备、气流噪音、声波反射等。
机械设备（如电梯、空调系统）的运转会产生噪音，而气流噪音则是由于建筑物外墙和窗户的气流通过构件和缝隙产生的。
此外，声波反射也是一种常见的噪音源，例如声音在高层建筑中的多次反射会导致声压水平的增加。
第二部分：噪音控制技术1. 结构设计在高层建筑的设计和施工过程中，可以使用吸音材料和隔音板来减少噪音的传播。
吸音材料通常被用于墙壁、天花板和地板等位置，以吸收噪音并减少回声。
隔音板则可以用于隔断噪音传播的路径，阻止噪音从一个区域传播到另一个区域。
2. 振动隔离技术高层建筑的震动可以通过振动隔离技术来减少。
振动隔离技术主要包括弹性底座和减震器等。
弹性底座可以降低地震和其他外部振动对建筑物的传递，从而保护建筑物和居民的安全。
减震器则可以通过吸收震动能量来减少结构物的振动。
第三部分：案例研究1. 双层隔音窗某高层住宅楼为减少建筑外墙气流噪音的传播，采用了双层隔音窗的设计。
通过在窗户之间创建一个隔音空腔，可以有效地隔离外界气流噪音，并提供更好的室内舒适度。
2. 液压减震器某高层写字楼采用了液压减震器来降低地震和风载引起的建筑物振动。
液压减震器通过调节油液的流动和阻尼来吸收和减少结构物的振动，提高了楼内员工的工作环境。
结论：高层建筑的噪音和震动控制技术对于保障居民的健康和建筑物的安全至关重要。
通过采用结构设计、振动隔离技术等控制措施，可以有效地减少噪音和震动的影响。
不断的研究和创新将有助于我们提升高层建筑的噪音和震动控制技术，为人们创造更好的生活环境。
高层建筑顶部幕墙结构的风振控制研究
<= 顶部幕墙结构的风效应
<> <= 风荷载的模拟 ! ! 平均风荷载可用如下公式计算 ( 0 ! 1 !2 ( # （"） 其中 ( # 为基本风压， ! 1 为体型系数。由此可产 生 作用在主楼迎风面各楼层处及顶部幕墙结构迎风面 桁架各节点处的平均风力。 根据高耸结构的风致振动理论可知， 高层建筑 迎风面沿竖向各楼层处作用的脉动风力是一组具有 零均值的高斯平稳随机过程向量。它具有如下的功 率谱密度函数矩阵 ［ 3｛4｝ （ "） ］ 0［ 3 4 ］ 3 （ "） 5 （(） 其中 3 （ 为规格化的 S9J4GP:;< 谱， ［34 ］ 为 . T. 5 "） 阶常量矩阵 （ . 为结 构楼层总数） ， 它 的第 $ 行 第 6 列的元素为 3 4$ 6 0 # $ 6 4 $ 4 6 （&） 式中 # $ 6 0 4UP 7 8 2 $ 7 2 6 8 为脉 动风力的竖向 相 $# ! ! ! ( 干函 ； 4 $ 0 5 $ 1$ 2$ # !-$ 。 !
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超高层建筑结构风振响应及控制
形 ； 构在反 复风振 作 用 下产 生 疲 劳破 坏 ； 结 构气 结 使 动弹性 不稳定 ； 结构 震动加 剧 ， 响高层 住宅舒适 度 。 影
有被 动控制 （ 如安 装黏 滞阻尼 器 、 弹性阻尼 器 、 频 黏 调
质量 阻 尼 器 、 频 液 体 阻 尼 器 ） 智 能 控 制 和 主 动 调 、
控 制 ］ 。
结 构风振 控制 的原理是 在结 构发 生风振 反应时 ， 由设 置在 结构 上 的一些 控 制装 置 主 动或 者 被 动地 施 加 一组控 制力 ， 以达 到减少 和抑制风 振反应 的一 种方
数相同。
置在 结构顶 部 以控 制 风 振 反 应 ， 结 构第 一 、 二 振 使 第
型 的阻尼水 平从 １ ％和 ０ ４ ． ％增加 到 １ ２ 和 １ ５ ， ．％ ．％
（ ）在伸 臂桁 架 层 的斜 撑 替 换 为 人 字 形 安 装 的 ３
２ 风 振控 制 应 用
结 构 体系 中， 风振 控 制装 置 属非 承 重构 件 ， 功 其
能仅在 结构 中发 挥 耗 能 作 用 ， 不 承担 导 荷 承 载 作 而 用， 即增 加风振 控制装 置不 改变主 体结构 竖 向受力 体 系 。一 般情 况下 ， 构 越 高 、 柔 、 结 越 跨度 越 大 、 振动 越 强 、 压越 高 ， 控制效 果越显 著 。 风 则
器对 其进 行风振 控制 ， 使结 构阻 尼 比从 ０ ８ ． ％提 高到
作者简介： 国军（ ９ ３ ， ， 徐 １ ７ 一）男 江苏南通人 ， 合肥工大建设监理有限责任公 司工程师 ２２ 《 １ 工程与建设》 ２ １ 年第 ２ ０１ ５卷第 ２期
超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术研究
超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术研究超高层建筑是现代城市的标志性建筑之一，然而，随着建筑高度的增加，其在强风环境下存在严重的风振问题。
风振现象不仅会导致超高层建筑剧烈的摇摆，甚至可能引发结构破坏和安全隐患。
因此，研究超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术具有重要的工程应用价值。
首先，针对超高层建筑结构风振问题的研究，需要进行风洞试验和数值模拟分析。
风洞试验可以通过模拟真实的风场环境，获取结构在风力作用下的响应。
通过风洞试验可以确定结构的风荷载分布及其对结构的力学性能的影响。
同时，数值模拟分析也是研究超高层建筑结构风振响应的重要手段。
基于ANSYS等有限元软件，可以对超高层建筑进行模拟，预测结构的风振响应。
其次，为了减小超高层建筑的风振响应，需采取有效的抑制技术。
目前，常用的抑制技术主要包括被动控制、主动控制和半主动控制。
被动控制技术是通过优化结构的刚度和阻尼特性，减小结构对风荷载的响应。
常见的被动控制技术包括质量调节、增加剪力墙等。
主动控制技术则是通过使用传感器和执行器，对结构进行实时监测和调节，以抑制结构的振动。
而半主动控制技术则是被动和主动控制的结合，兼具两者的优点。
在具体研究超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术的过程中，需要考虑多方面的因素。
首先，要充分地了解超高层建筑的结构特点和风动力学特性。
超高层建筑的结构比较复杂，一般由钢结构和混凝土结构组成。
其风动力学特性则受到结构形态和风洞效应的影响。
因此，在进行风振响应分析时，需要综合考虑这些因素，并建立准确的数学模型。
此外，对于超高层建筑的风振响应抑制技术研究，还需考虑经济性和可行性。
抑制技术的实施会增加工程的投资成本，因此，需要权衡抑制效果与成本。
同时，超高层建筑已经建成，抑制技术的实施需要考虑施工的可行性和结构的可操作性。
因此，在研究过程中还需要充分考虑这些实际问题，并提出合理的解决方案。
总结而言，超高层建筑结构风振响应分析与抑制技术研究是一个复杂且具有挑战性的课题。
高层建筑结构的风振控制技术综述
[6]李爱群，陈鑫，张志强.大跨楼盖结构减振设计与分析[J].建筑结构学报，2010.
表1风致振动的类型
二、主动控制技术
主动控制技术常是在结构关键部位应用作动器拖动附加质量块或在结构内部安装作动器与弹性元件施加控制力，通过实时观测追踪技术从而分析结构的动力响应，由伺服装置对结构施加控制，实现主动的调节功能，将结构在风、地震等激励下的响应控制在规范允许范围之内。主动控制对于能量的消耗较大，且依赖于控制算法，尚未得到广泛应用[3]。
2.1 AMD系统
AMD系统主要由质量块、导向系统、弹簧系统、阻尼器系统和作动器系统组成[4]。在结构产生振动响应时，作动器首先驱动质量块，使质量块发生运动，进而质量块带动弹簧、阻尼器和作动器对结构产生作动力，实现对于结构的主动控制。
（a）悬吊式（b）支撑式
图1
AMD系统主要分为悬吊式和支撑式两类。悬吊式是将质量块悬吊在结构上，阻尼装置设置在质量块和结构之间，如图1（a）所示。支撑式是将质量块支撑在结构层上，阻尼装置设置在支撑质量块和结构之间，如图1（b）所示。
广义的振动控制主要包括两方面的内容[2]：（1）振动的利用，即充分利用有利的振动：（2）振动的抑制，即尽量减小有害的振动。土木工程领域的振动控制一般属于后者，即采用某种措施使结构在动力荷载作用下的响应不超过某一限量，以满足使用的要求，风振即是如此。
依据是否需要外界输入能量，结构的减振控制分为主动控制，被动控制和智能控制等。
图2
三、被动控制技术
被动控制技术是通过附加在结构上的控制装置来增大结构的阻尼、提高结构的延性以吸收和耗散外界输入的能量，包括阻尼减振装置如粘弹性阻尼器、粘滞阻尼器、摩擦阻尼器等以及吸能减振装置如TMD、TLD、MTMD、TLMD等。
高层建筑结构施工中的振动控制
高层建筑结构施工中的振动控制高层建筑是现代城市发展的标志之一，其建设不仅涉及到设计、施工等方面的问题，还需要考虑到建筑的振动控制。
因为高层建筑的振动会对周围环境和人的生活产生一定的影响，因此在施工过程中采取有效的措施进行振动控制是非常重要的。
首先需要了解高层建筑施工过程中所产生的振动。
在高层建筑的施工过程中，各种机械设备的运行、钢筋混凝土的浇筑以及施工车辆的行驶等都会产生振动。
这些振动会通过建筑结构传递到地面和周边环境中，给周边建筑物和人的生活带来不利影响。
因此，如何有效控制这些振动成为了亟待解决的问题。
其次，针对高层建筑的振动问题，可以采取的措施有很多。
其中一种常用的方法是在建筑结构中设置阻尼器。
阻尼器是一种能够吸收和消散振动能量的装置，通过引入阻尼器可以有效地降低建筑结构的振动幅度。
在高层建筑的结构设计中，可以考虑使用液体阻尼器、摩擦阻尼器等不同类型的阻尼器来控制振动。
这些阻尼器的设计和选择需要考虑到建筑的结构特点和工程要求，以达到最佳的振动控制效果。
除了阻尼器之外，还可以通过改变建筑结构的刚度来控制振动。
建筑结构的刚度是指结构对外力响应的能力，其大小决定了结构的振动特性。
通过在结构设计中合理选择材料和断面尺寸，可以控制建筑结构的刚度，从而降低振动的幅度。
例如，在高层建筑的设计中，选择高刚度的结构体系和使用高强度的材料，可以有效地提升结构的抗震性能和减小振动。
此外，合理安排施工工艺和施工过程也是控制振动的重要手段之一。
在高层建筑的施工中，可以采取一些措施来降低振动的产生。
例如，在混凝土浇筑时采用渐进式施工方法，避免一次性浇筑过大的体积，可以有效地减小振动的产生。
同时，在运输大型设备和材料时，可以采用缓慢行驶、减速等措施，减小振动的强度。
这些施工措施需要在施工方案中细化和明确，并在实际的施工过程中严格执行。
总之，高层建筑结构施工中的振动控制是一个复杂而重要的问题。
通过合理选择阻尼器、调整结构刚度以及优化施工工艺和过程，可以有效地控制振动的产生和传播。
高层建筑结构的振动控制
高层建筑结构的振动控制随着城市化进程的加速，高层建筑的建设成为了一个普遍的趋势。
然而，高层建筑所面临的振动问题对其安全性和舒适性提出了严峻挑战。
因此，高层建筑结构的振动控制成为了一项重要的研究课题。
本文将从被动控制和主动控制两个方面探讨高层建筑结构的振动控制方法及其应用。
一、被动控制方法被动控制是指通过材料的力学性质变化来减小结构振动。
最常见的被动控制方法是添加阻尼器和减振器。
阻尼器是一种通过消耗振动能量来减小结构振动的装置。
常见的阻尼器包括摩擦阻尼器、液体阻尼器和粘弹性阻尼器。
减振器是一种通过改变结构的刚度和质量分布来减小结构振动的装置。
常见的减振器包括质量阻尼器、液体填充质量阻尼器和钢筋混凝土阻尼器。
被动控制方法简单易行，但其控制效果受到环境影响较大，不能自适应地调整控制参数。
二、主动控制方法主动控制是指通过使用传感器和执行器实时监测和调整结构振动。
主动控制方法可以实时地感知并响应结构的振动状态，可以根据结构的实际情况动态调整控制参数以达到最佳控制效果。
主动控制方法常用的技术包括阻尼控制、阻尼比控制和频率控制。
阻尼控制是通过调整阻尼器的力学参数来改变结构的耗能能力，从而减小结构的振动。
阻尼比控制是通过调整被动阻尼器和主动阻尼器的阻尼比例，以实现结构振动的有效控制。
频率控制是通过改变结构的固有频率和阻尼比来主动调整结构的振动特性。
高层建筑结构的振动控制方法有许多应用场景。
例如，在地震区域，主动控制方法可以及时应对地震振动，保护结构的完整性和人员的安全。
另外，在风区，结构的风振问题也是一个重要的挑战。
通过主动控制方法可以减小高层建筑的风振响应，提升结构的稳定性和舒适性。
还有，在交通枢纽，如桥梁和高速公路上，主动控制方法也可以应用于减小结构的振动，提升结构的使用寿命和设施的安全性。
总结起来，高层建筑结构的振动控制是一个复杂而关键的问题。
被动控制方法和主动控制方法都有各自的优缺点，应根据具体的应用场景选择合适的方法。
高层建筑结构设计中的风振问题
高层建筑结构设计中的风振问题近年来，随着城市化进程的加快和城市人口的不断增加，高层建筑的兴起成为了城市发展的标志之一。
然而，高层建筑较矮小建筑物更容易受到风力的影响，因此，高层建筑结构的稳定性成为了一个亟需解决的问题。
本文将讨论高层建筑结构设计中的风振问题，并探讨几种应对风振问题的方法。
一、风振问题的原因高层建筑的风振问题主要是由于风的作用力引起的。
当风吹过高层建筑物时，会产生气动力，这种力会使建筑物发生振动。
风振问题会导致建筑物的不稳定，甚至可能造成结构破坏。
因此，在高层建筑的结构设计中，必须考虑和解决风振问题。
二、风振问题的影响风振问题对高层建筑的影响可分为两方面：一是对建筑物自身的影响，二是对周围环境的影响。
在建筑物自身方面，风振问题会导致建筑结构的疲劳，增加结构元件的应力，从而降低建筑物的使用寿命。
同时，风振问题还会降低建筑物的抗震性能。
在周围环境方面，高层建筑的风振问题可能会引起观感问题，对周围居民的生活和工作带来不便。
此外，风振问题还可能对周围其他建筑物产生影响，甚至对城市基础设施造成损坏，对城市安全产生隐患。
三、解决风振问题的方法为了解决高层建筑结构设计中的风振问题，工程师们采取了一系列的方法和措施。
首先，在高层建筑的设计过程中，需要引入风洞试验。
通过风洞试验可以模拟真实的风场环境，获得建筑物在不同风速下的响应情况，从而优化建筑结构的设计。
其次，采用结构控制技术是解决风振问题的重要手段之一。
结构控制技术包括主动控制和被动控制两种方式。
主动控制是通过悬挂质量阻尼器、调整质量分布等方法，主动减小结构的振动。
被动控制则是通过增加结构的阻尼来抑制振动。
此外，合理的结构设计也是减轻风振问题的重要因素。
在设计过程中，应考虑到建筑物形状、重量分布等因素，以减小风对建筑物的作用力。
同时，使用抗风材料和采取合理的结构布局也能有效降低风振问题。
最后，对于已经建造的高层建筑，定期维护和检查是必不可少的。
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高层建筑结构的风致振动控制在高层建筑结构设计和建造过程中，风致振动是一个重要的问题。
高楼居住者经常会感受到建筑物在强风中的晃动，这不仅影响住户的生活质量，还可能对建筑的结构稳定性产生负面影响。
因此，高层建筑结构的风致振动控制成为了研究的热点之一。
一、引言
在引言中，我们将介绍高层建筑结构的风致振动控制的重要性，并提出本文研究的目的和意义。
二、背景
这一部分将介绍高层建筑结构的基本特点和存在的挑战，特别是在面对大风时的振动问题。
我们还将简要讨论目前已有的研究成果和现有的风振控制方法。
三、风致振动现象的原理
在这一部分，我们将解释高层建筑结构在风力作用下发生振动的原理。
这涉及到风荷载的作用机制以及结构的固有频率等基础知识。
四、风振控制方法
本部分将介绍目前常用的风振控制方法，包括质量阻尼、刚度控制和主动控制等。
针对每种方法，我们将详细说明其工作原理和应用范围，并给出实例进行说明。
五、质量阻尼方法
质量阻尼是一种被广泛应用于高层建筑结构的振动控制方法。
我们
将介绍质量阻尼器的工作原理和种类，并分析其在不同情况下的有效
性和适用性。
六、刚度控制方法
刚度控制作为另一种常见的风振控制方法，可以通过调整结构的刚
度来减小振动幅值。
我们将介绍刚度调整的原理和方法，并探讨其在
实际工程中的应用情况。
七、主动控制方法
相较于质量阻尼和刚度控制，主动控制是一种更加先进和灵活的振
动控制方法。
我们将介绍主动控制方法的原理和实现方式，并分析其
在高层建筑结构中的潜在应用前景。
八、结论
在本文的结尾，我们将总结不同风振控制方法的优缺点，并对未来
的研究方向进行展望。
我们还将强调高层建筑结构的风致振动控制对
于建筑的安全性和居住者的舒适性的重要意义。
通过以上的分节论述，我们全面而系统地介绍了高层建筑结构的风
致振动控制方法。
这些方法旨在减小建筑物在强风作用下的振动幅值，提高建筑物的稳定性和居住者的生活质量。
随着技术的不断进步和研
究的深入，我们相信未来会有更多创新的方法和技术用于风振控制。
希望本文能对相关研究和实践工作有所启发，并为高层建筑结构的风
振控制提供一定的参考。